УДК 62

ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ, СЛАБОАЛКОГОЛЬНЫХ И АЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ

Огородник Анастасия Андреевна1, Новиков Максим Сергеевич1, Клемешов Даниил Витальевич1
1Пермский национальный исследовательский политехнический университет, студент

Аннотация
В статье рассмотрены проблемы, с которыми сталкиваются во время использования воды для приготовления безалкогольных, слабоалкогольных и алкогольных напитков. Рассмотрены методы улучшения качества воды для производства напитков. Показана улучшенная схема водоподготовки для производства напитков.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Огородник А.А., Новиков М.С., Клемешов Д.В. Технологии водоподготовки в производстве безалкогольных, слабоалкогольных и алкогольных напитков // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2019/06/89777 (дата обращения: 02.02.2020).

В настоящее время человечество столкнулось с серьёзной проблемой – качество продукции. Часто производители в погоне за большими продажами и, следовательно, увеличениями объёмов не замечают основного – страдает качество продукта. Это относится как к бытовой продукции (например, мебель, электроника, одежда), так и к пищевой.

Главным компонентом в пищевой отрасли является вода. От её качества зависит качество продукции. При производстве напитков к воде предъявляются особые требования. Обычная концентрация ионов в природных водах оказывает существенное влияние на качество напитков. Например, ионы гидрокарбонатов связывают кислоты, обеспечивающие регламентированный вкус напитков. Содержание ионов магния, железа, кальция может привести к образованию осадка и опалесценции.

Конечный состав воды влияет не только на качество полученного напитка, но и на количество сырья, которое требуется для получения конечного продукта. Например, повышенные остаточные количества гидрокарбонатов взаимодействуют с лимонной кислотой, что приводит к её перерасходу или ухудшению качества напитков, потому что снижается кислотность. А изменение рН в сторону уменьшения ионов водорода может нарушить равновесие системы, в которой устойчивы легкоокисляемые эфирные масла, присутствующие в цитрусовых напитках.

При избыточном количестве железа можно заметить ухудшение вкуса, а при добавлении растительных экстрактов, которые используются для производства напитка, образуется темноокрашенный компонент.

При наличии кислорода, растворенного в воде, железо окисляется и гидролизуется в труднорастворимую гидроокись, образующую коллоидный раствор и тонкодисперсную взвесь. Из вышесказанного следует, что с уменьшением минерализации воды улучшается качествонапитка. И тем не менее анализ мировогорынка безалкогольных напитков свидетельствует, что около 80 % продукции производится без осуществления мероприятий по водоподготовке.[5]

Для алкогольных напитков требования иные, так как содержание спирта меняет состав, тем самым изменяя взаимодействие с различными элементами. Так, например, жёсткость является основным показателем для ликероводочных изделий. Это связано с тем, что растворимость солей в спиртосодержащих напитках ниже, если сравнить с обычной водой. При смешении спирта с жесткой водой получается перенасыщенный раствор, соли жесткости в котором выпадут в осадок.

При повышении температуры и снижении давления концентрация угольной кислоты в растворе становится меньше, вследствие чего распадается бикарбонат кальция с образованием угольной кислоты и карбоната кальция, который практически не способен растворятся в спиртовом растворе.[6] Карбона кальция оставляет белый налёт на горлышке, либо оседает на дне бутылки.

Если говорить о промывке стеклянной тары, то соли жесткости оставляют на бутылке множественные разводы, что негативно сказывается как на внешнем виде тары, так и на самом продукте из-за попадания этих солей в напиток. По действующим нормам жесткость воды не должна быть больше 1 мг-экв/л, желательно ее понижать до уровня 0,2 мг-экв/л.

Присутствие минеральных элементов в воде способствует изменению внешнего вида и вкуса напитка. Сульфаты натрия и магния дают горечь напитку, железо или медь могут придать так называемый металлический привкус. Солёность говорит о содержании хлорида натрия, а терпкость напитка о сульфате кальция.

Цветность и мутность в производстве алкогольных напитков, как и в любых других приводит к неэстетичному виду, что негативно скажется на продаже напитка, так как первое что привлекает покупателя – внешний вид продукта.

Схемы очистки напрямую связаны с источниками водоснабжения, потому что от этого зависит состав воды. Также стоит учитывать какое именно производство, так как нормы разнятся для каждого из видов.

Для обеспечения предприятия водой должного качества требуется многоступенчатая система водоподготовки. Оборудование для водоподготовки можно разделить на следующиевиды: фильтры грубой очистки; осветлительно-сорбционные фильтры; установкиумягчения; фильтры тонкой очистки; бактерицидные установки; установки корректировки рН среды; установки доочистки воды на основе технологии обратного осмоса.[5] Проблемы не всегда решаются должным образом, так как предприятия используют старое оборудование, которое не может обеспечить водой должного качества.

К составу воды, используемой для производств безалкогольных напитков, восстановленных соков, бутилированной воды, пива, водки и ликероводочных изделий, выдвигаются различные требования, что сказывается на различиях в методах очистки.

Документами, регламентирующими качество воды для производства алкогольной и безалкогольной продукции в РФ, являются ТИ-10-04-03-09-88 и ТИ-10-5031536-73-10. Некоторые показатели приведены в Таблице 1 в качестве примера.

Таблица 1. Требования к воде при разном виде производства

Пок-тель

Требования к воде для производства алкогольной продукции

Требования к воде для производства пива и безалкогольных напитков

по ТИ-10-04-03-09-88

по ТИ-10-5031536-73-10

Для воды с исходной

Для воды с исходной

пива

безалкогольных

жесткостью до 1 мг-экв/л

жесткостью свыше 1 мг-экв/л

напитков

рН

< 7,8

< 7,8

6 – 6,5

3 – 6

CI–, мг/л

80

25

100-150

100-150

Mg2+, мг/л

1,3

 7

следы

Ca2+, мг/л

1,3

7

40-80

К+ + Na+, мг/л

 100

 15

Щелочность, мг-экв/л

4

1

0,5 – 1,5

0,5 – 1,5

Сухой остаток, мг/л

500

100

500

500

Нитриты, мг/л

0

следы

Нитраты, мг/л

40

40

10

10

Фосфаты, мг/л

0,1

0,1

 —

Алюминий, мг/л

0,1

0,1

 0,5

 0,1

Медь, мг/л

0,1

0,1

 0,5

 1

Железо, мг/л

0,13

0,1

0,1

 0,2

Марганец, мг/л

 0,1

 0,1

0,1

0,1

 Жесткость, мг-экв/л

 0,2

 1

2 – 4

0,7

 Мутность, мг/л

 1,50

1,5

1

1

 Цветность, град

 0

0

10

10

Также повышенные требования могут выдвигать технологи на производствах, разрабатывая оригинальные рецептуры новых напитков.

Для системы водоподготовки при производстве питьевой бутилированной воды выдвигается общее требование – бактериальная чистота. Такую воду можно разделить на питьевую, минеральную и дистиллированную. При производстве вышеуказанных видов воды применяются различные технологические особенности очистки, но общей стадией является обеззараживание ультрафиолетом, озонированием либо хлорированием.

Особое требование для системы водоподготовки при производстве соков – соблюдение бактериальной чистоты. Актуальность получило использование фильтров обратного осмоса, благодаря своей  способности удалять более 99% всех микроорганизмов с одновременным снижением показателей щелочности, жесткости, а также окисляемости воды. Такие фильтры используют также для очистки воды в производствах восстановленных соков и других напитков на основе жидких концентратов и порошков.

При производстве пива и пивной продукции важно уделять особое внимание показателям бактериальной чистоты, значениям рН, щелочности, жесткости, окисляемости. Для нормализации молекулярно-ионного состава воды, используется способ смешивания потока пермеата с обратноосмотической мембранной установки и потока с обеззараженной и подготовленной тем или иным методом исходной водой. [8]

При организации водоподготовки для ликероводочной промышленности общими требованиями являются поддержание следующих показателей: бактериальная чистота, ограничение значений рН, щелочности, жесткости и окисляемости. Для получения воды в производстве крепких алкогольных напитков требуется снизить солесодержание, что обеспечивается применением установок нанофильтрационной или обратноосмотической очистки воды. Для защиты и долгой надежной работы мембранных элементов установок нанофильтрации и обратного осмоса требуется система предочистки воды, в которую чаще всего входят фильтры механической очистки воды, ионообменные и сорбционные фильтры. [8]

Безусловно, компании с мировым именем уделяют особое внимание качеству воды как поступающей на предприятие, так и выходящей после него. Это подтверждает пример компании «Coca-Cola Россия», которая разливает не только газированные напитки, но и чистую питьевую воду под брендом BonAqua. В нашей стране 10 заводов, которые разливают воду этой компании. Когда мы говорим о крупных компаниях, то качество воды на каждом заводе должно быть идентичным и соответствовать всем нормам, вне зависимости от города или даже страны.

Вода забирается насосами из скважин, глубина которых от 130 до 240 метров. Первый этап очистки воды –добавление флокулянта для удаления примесей. После чего вода проходит очистку песочными фильтрами, благодаря которым удаляются флокулы, а также излишки железа. Затем обратным осмосом удаляют избыток солей. После него получают чистую воду и концентрированную. В первую добавляют воду из песчаных фильтров, чтобы привести в норму содержание микро- и макроэлементов. А вторую используют на технические нужды. Далее угольный фильтр убирает запахи и примеси, которые остались в воде. Фильтр тонкой очистки извлекает частички активированного угля. А вода в танках с УФ-лампами защищена от роста микроорганизмов. В конце воду насыщают озоном для дополнительной очистки от микроорганизмов, а также для усиления вкуса. Для получения газированной воды добавляют диоксид углерода.

На каждом из этапов водоподготовки берутся пробы воды для установления соответствия с нормами. Отбор производится каждые 15 минут. Это показывает насколько трепетно относятся к своему продукту большие компании. Но не только BonAqua проходит такой длинный путь от источника до разлива в тару.

Водоподготовка различных известных компаний кратко представлена в Таблице 2.

Таблица 2. Водоподготовка крупных компаний по производству безалкогольных напитков.

Наименование объекта

Применённые технологии водоподготовки

Назначение

Производительность

«Кока Кола Эйч Би Си Евразия» Г.Нижний Новгород

обезжелезивание, умягчение, дозирование реагентов,

производство напитков

4 м3/ч

«Вимм Билль Данн» — Раменский Молочный Завод, Московская обл.

двухступенчатое умягчение, дозирование реагентов, механическая фильтрация;

производство соков

24 м3/час

ЗАО “Сады Придонья”

умягчение, сорбционная очистка, обратный осмос, УФ – обеззараживание

производство соков

100 м3/час

“ПЕПСИКО ХОЛДИНГС”

умягчение, дозирование реагентов,

производство напитков

15 м3/ч

ЗАО “НАРЗАН” г. Кисловодск

cорбция

Розлив минеральной воды

10 м3/ч

ООО “Рычал-Су”, Республика Дагестан

удаление аммиака, механическая фильтрация, умягчение, УФ обеззараживание

розлив питьевой и минеральной воды

35 м3/час

ООО “Исток”, Тверская обл.

  механическая фильтрация, тонкая фильтрация, УФ обеззараживание;

розлив питьевой воды

5 м3/ч

Так же кратко представлена водоподготовка компаний, которые производят алкогольную продукцию.

Таблица 3. Водоподготовка крупных компаний по производству алкогольных напитков.

Наименование объекта

Применённые технологии водоподготовки

Назначение

Производительность

Мытищенский ЛВЗ г. Мытищи

обезжелезивание, умягчение, обратный осмос.

производство алкогольной продукции

15 м3/ч

Южная Винно-Коньячная Компания, г. Волгоград

умягчение, сорбционная очистка, обратный осмос

производство алкогольной продукции

5 м3/ч

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Аримкина А.И. “Водоподготовка в производстве безалкогольных напитков//Пиво и напитки.” 1997.№1.
  2. Буткова О.Л., Орещенко А.В. “Качество минеральных вод, безалкогольных напитков и особенности водоподготовки в их производстве//Пищевая промышленность.” 1998 №11.
  3. Зуев Е.Т., Фомин Г.С. “Питьевая и минеральная вода. Требования мировых и европейских стандартов к качеству и безопасности.” – М.:Изд-во “Протектор”, 2003.
  4. Орещенко А.В., Рудольф В.В., Берестемь Н.Ф. “Влияние качества воды на физико-химические и органолептические показатели прохладительных напитков//Хранение и переработка сельхоз сырья.” 1999. №1.
  5. Зуев Е.Т., Гурьев В.И., Караваева С.А., Солотнов А.Ф. “Технология водоподготовки в производстве безалкогольных и слабоалкогольных напитков”
  6. Национальный центр водных технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ncwt.ru/ochistka_vody_i_vodopodgotovka/55/433/ – Заглавие с экрана. – (Дата обращения 15.05.2019).
  7. Рябчиков Б.Е., Петров М.Р., Туголуков В.В. “Модернизация оборудования водоподготовки ликероводочных производств”
  8. Мембранная техника [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://water-filter-spb.ru/katalog/dlya-predpriyatiy/dlya-pishchevykh-proizvodstv/ – Заглавие с экрана. – (Дата обращения 02.06.2019).


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Огородник Анастасия Андреевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация